Bài giảng Lập trình hướng đối tượng - Từ C đến C++

 Kiểm tra kiểu, đổi kiểu 􀂄 Cảnh báo của trình biên dịch 􀂄 Phạm vi và khai báo 􀂄 Không gian tên 􀂄 Hằng 􀂄 Quản lý bộ nhớ 􀂄 Tham chiếu Chú thích Bên cạnh chú thích kiểu C (nhiều dòng), C++ cho phép kiểu chú thích dòng đơn􀂄 C C++ /* This is a variable */ int x; /* This is the variable * being given a value */ x = 5; // This is a variable int x; // This is the variable // being given a value x = 5; Chú thích C++ cho phép kiểu chú thích /* */ bao ngoài các chú thích dòng đơn. C C++ /* /* This is a variable */ int x; /* This is the variable * being given a value */ x = 5; */ /* // This is a variable int x; // This is the variable // being given a value x = 5; */ Kiểu dữ liệu Kiểu giá trị Boolean: bool Hai giá trị: true hoặc false Các toán tử logic (!, &&, ...) lấy/tạo một giá trị bool Các phép toán quan hệ (==, (myFloat) Phạm vi và các Khai báo	 Trong C, các biến phải được định nghĩa tại đầu file hoặc tại bắt đầu của một khối {…} C++ cho phép khai báo sau và phạm vi của các biến được giới hạn chính xác hơn Các khai báo có thể đặt tại các câu lệnh lặp for và các câu lệnh điều kiện Phạm vi giới hạn bên trong vòng lặp hoặc khối điều kiện C++ còn bổ sung hai phạm vi mới: Phạm vi không gian tên - Namespace scope Phạm vi lớp - Class scope Namespace - Không gian tên Không gian tên được bổ sung vào C++ để biểu diễn cấu trúc logic và cung cấp khả năng quản lý phạm vi tốt hơn Không gian tên cung cấp một cơ chế tường minh để tạo các vùng khai báo Các tên khai báo trong một không gian tên không xung đột với các tên được khai báo trong các không gian tên khác Tránh xung đột tên biến, tên hàm Nghiễm nhiên có thể được liên kết ra ngoài (external linkage) namespace Frog { double weight; double jump() {…} } namespace Kangaroo { int weight; void jump() {…} } Namespace	 Ví dụ namespace Frog { double weight; double jump() {…} } namespace Kangaroo { int weight; void jump() {…} } int main() { Frog::weight = 5; Kangaroo::jump(); } Khi sử dụng định danh, dùng tên namespace và toán tử phạm vi Namespace C++ cung cấp hai cơ chế để đơn giản hóa việc sử dụng các namespaces: các khai báo using và các định hướng using. khai báo using (using-declaration) cho phép truy nhập một định danh cụ thể trong vùng khai báo tạm thời using ::; Từ đây, ta có thể sử dụng tên mà không cần mỗi lần đều phải chỉ rõ namespace chứa nó. Namespace Ví dụ sử dụng khai báo using namespace Frog { double weight; double jump() {…} } int main() { using Frog::weight; int weight; // Error (already declared locally) weight = 5; // Sets Frog::weight to 5 } Namespace	 Khai báo using dành cho 1 tên, định hướng using cho phép truy nhập mọi định danh trong namespace using namespace ; Định hướng using thường được đặt tại mức toàn cục. #include using namespace std; … Quản lý bộ nhớ Cấp phát bộ nhớ động trong C trông rối rắm và dễ lỗi myObj* obj = (myObj*)malloc(sizeof(myObj)); Các nhà thiết kế C++ thấy rằng: Một ngôn ngữ sử dụng class sẽ hay phải sử dụng bộ nhớ động. Không có lý do gì để tách cấp phát bộ nhớ động ra khỏi việc khởi tạo đối tượng (hay tách thu hồi bộ nhớ động ra khỏi việc hủy đối tượng) malloc và free đã được thay bằng new và delete Quản lý bộ nhớ Lợi thế của new so với malloc: Không cần chỉ ra lượng bộ nhớ cần cấp phát Không cần đổi kiểu Không cần dùng lệnh if để kiểm tra xem bộ nhớ đã hết chưa Nếu bộ nhớ đang được cấp cho một đối tượng, hàm khởi tạo (constructor) của đối tượng sẽ được gọi tự động (tương tự, delete sẽ tự động gọi hàm hủy (destructor) của đối tượng) Ví dụ: myObj* obj = new myObj; 	 //một đối tượng delete obj; myObj* obj = new myObj[10];	// mảng đối tượng delete[] obj; Tham chiếu – Reference Tham chiếu tới một đối tượng là một biệt danh tới đối tượng đó Có thể coi mọi thao tác trên tham chiếu đều được thực hiện trên chính đối tượng nguồn. int x = 5; int& y = x; cout << “x = “ << x << “ y = “ << y << “.\n”; // x = 5 y = 5 x = x + 1; cout << “x = “ << x << “ y = “ << y << “.\n”; // x = 6 y = 6 y = y + 1; cout << “x = “ << x << “ y = “ << y << “.\n”; // x = 7 y = 7 int *p = &y; *p = 9; cout << “x = “ << x << “ y = “ << y << “.\n”; // x = 9 y = 9 Tham chiếu – Reference Tham chiếu có thể được dùng độc lập nhưng thường hay được dùng làm tham số cho hàm C truyền mọi đối số cho hàm bằng giá trị (truyền trị - call by value) Khi cần, ta có thể truyền một con trỏ tới đối tượng (chính nó cũng được truyền bằng giá trị) void myFunction(myObj* obj) {…} C++ cho phép các đối số hàm được truyền bằng tham chiếu (call by reference) void myFunction(myObj& obj) {…} myObj& có nghĩa “tham chiếu tới myObj” đối với các đối số là các đối tượng lớn, truyền bằng tham chiếu đỡ tốn kém hơn truyền bằng giá trị (do chỉ truyền địa chỉ bộ nhớ) Tham chiếu – Reference Ví dụ: tham chiếu làm đối số cho hàm int f(int &i) { ++i; return i; } int main() { int j = 7; cout << f(j) << endl; cout << j << endl; } Biến i là một biến địa phương của hàm f. i thuộc kiểu tham chiếu int và được tạo khi f được gọi. Trong lời gọi f(j), i được tạo tương tự như trong lệnh int &i = j; Do đó trong hàm f, i sẽ là một tên khác của biến j và sẽ luôn như vậy trong suốt thời gian tồn tại của i Tham chiếu – Reference Tham chiếu phải được khởi tạo int& x; // Error Giá trị của tham chiếu không được thay đổi sau khi đã khởi tạo không thể “chiếu” lại một tham chiếu tới đối tượng khác chú ý phân biệt giữa khởi tạo tham chiếu và gán trị cho tham chiếu Truy nhập tới tham chiếu chính là truy nhập tới đối tượng nguồn áp dụng cho cả toán tử & và phép gán cout << “The address of x is: “ << &x << “.\n”; cout << “The address of y is: “ << &y << “.\n”; Output: The address of x is 0x0056dc13. The address of y is 0x0056dc13. Tham chiếu – Reference Vậy tại sao dùng tham chiếu thay cho con trỏ? Tham chiếu sạch hơn, không dễ gây lỗi như con trỏ, đặc biệt khi dùng trong hàm tham chiếu đảm bảo không chiếu tới null Sử dụng tham chiếu trong nguyên mẫu hàm giúp cho việc gọi hàm dễ hiểu hơn không cần dùng toán tử địa chỉ void func1(int *pi) { (*pi)++; } void func2(int &ri) { ri++; } int main() { int i = 1; func1(&i); // call using address of i func2(i); // call using i } Const Trong C, hằng được định nghĩa bằng định hướng tiền xử lý #define #define PI 3.14 Biên dịch chậm hơn (trình tiền xử lý tìm và thay thế) Trình debug không biết đến các tên hằng Sử dụng #define không gắn được kiểu dữ liệu với giá trị hằng (v.d. ‘15’ là int hay float?) Const của ANSI-C ít dùng hơn và có nghĩa hơi khác: ANSI-C const không được trình biên dịch chấp nhận là hằng Không dùng để khai báo mảng được 􀂅 In C++, const values can be used when declaring arrays: Const Hằng của ANSI-C và C++ có các quy tắc phạm vi khác nhau Các giá trị #define có phạm vi file (do trình tiền xử lý chỉ thực hiện tìm và thay thế tại file đó) const của ANSI-C được coi là các biến có giá trị không đổi và có phạm vi chương trình Do đó ta không thể có các biến trùng tên tại hai file khác nhau􀂅 Trong C++, các định danh const tuân theo các quy tắc phạm vi như các biến khác Do đó, chúng có thể có phạm vi toàn cục, phạm vi không gian tên, hoặc phạm vi khối const và con trỏ Ba loại: const int * pi;	// con trỏ tới hằng int * const ri = &i; // hằng con trỏ const int * const ri = &i; //hằng con trỏ tới hằng Các khái niệm cần ghi nhớ: Nếu một đối tượng là hằng Không thể sửa đối tượng đó Chỉ có con trỏ tới hằng mới được dùng để trỏ tới hằng, con trỏ thường không dùng được Nếu PI được khai báo là con trỏ tới hằng: Có thể thay đổi PI, nhưng *PI không thể bị thay đổi. PI có thể trỏ đến hằng hoặc biến thường const và con trỏ Khi sử dụng một con trỏ, có hai đối tượng có liên quan: chính con trỏ đó và đối tượng nó trỏ tới Cú pháp cho con trỏ tới hằng và hằng con trỏ rất dễ nhầm lẫn Quy tắc: trong lệnh khai báo, từ khoá const bên trái dấu * có nghĩa đối tượng được trỏ tới là hằng, từ khoá const bên phải dấu * có nghĩa con trỏ là hằng Cách dễ hơn: đọc các khai báo từ phải sang trái char c = 'Y'; // c là char char *const cpc = &c; //cpc là hằng con trỏ tới char const char *pcc; // pcc là con trỏ tới hằng char const char *const cpcc = &c; // cpcc là hằng con trỏ tới hằng char hằng tham chiếu làm tham số hàm Có hai lý do để truyền tham chiếu, nhưng nếu hàm được truyền không cần sửa đối tượng được truyền thì ta nên khai báo tham chiếu là const. Có hai ích lợi: Nếu trong hàm, ta lỡ sửa đổi tham số thì trình biên dịch sẽ bắt lỗi. ngăn chặn được một số lỗi lập trình viên có thể phạm Ta có thể truyền các đối số là hằng hoặc không phải hằng cho hàm có hằng tham biến Ngược lại, đối với các hàm có tham biến không phải là hằng, ta không thể truyền hằng làm đối số. hằng tham chiếu làm tham số hàm void non_constRef(LargeObj &Lo) { cout Lo.height; } void constRef(const LargeObj &Lo) { cout Lo.height; } int main { LargeObj dinosaur; const LargeObj rocket; non_constRef(dinosaur); constRef(dinosaur); non_constRef(rocket); 	// Error constRef(rocket); } void non_constRef(LargeObj &Lo) { Lo.height +=10; } 	// Fine void constRef(const LargeObj &Lo) { Lo.height +=10; } // Error !!! Ví dụ const: Hàm thành viên Đối với hàm thành viên không sửa dữ liệu của đối tượng chủ, ta nên khai báo hàm đó là hằng hàm Đối với các đối tượng được khai báo là hằng, C++ chỉ cho phép gọi các hàm thành viên là hằng mà không cho phép gọi các hàm thành viên không phải là hằng của đối tượng đó. class Date { int year, month, day; public: int getDay() const { return day; } int getMonth() const { return month; } void addYear(int y) 	// Non-const function }; Const - Tóm tắt Nên khai báo hằng đối với: Các đối tượng mà ta không định sửa đổi const double PI = 3.14; const Date openDate(18,8,2003); Các tham số của hàm mà ta không định cho hàm đó sửa đổi void printHeight(const LargeObj &LO) { cout << LO.height; } Các hàm thành viên không thay đổi đối tượng chủ int Date::getDay() const { return day; } Lưu ý: các yêu cầu trên áp dụng cho tất cả các bài tập, bài thi của môn học.